中國煤層氣地質(zhì)特征

美國主要開發(fā)中低階煤，中低階煤的滲透性好，解吸、擴散性要比高階煤好得多，故單井產(chǎn)氣量較高。而我國中低煤階的埋深一般都比較大，滲透性較低，一般都在5mD以下，大多數(shù)都在1mD以下，低滲透性儲層含氣量往往較低，因而產(chǎn)氣量遠不如北美煤層氣井。目前我國煤層氣主要產(chǎn)自高階煤，這些煤層大都埋深較淺、厚度較大、受構(gòu)造應(yīng)力影響小、煤層完整性好。雖然滲透率較低，但通過水力壓裂改造增加了接觸面積和滲透性，加上含氣量一般都在15m³/t以上，因而單井產(chǎn)氣量尚有經(jīng)濟效益。但滿足上述條件的高階煤層范圍有限，我國大多數(shù)高階煤的典型特征表現(xiàn)為受構(gòu)造應(yīng)力影響大、或煤層較碎甚至成粉末狀，或埋深較大、單層厚度有限等，現(xiàn)階段技術(shù)條件下很難獲得商業(yè)開發(fā)。

煤層氣資源儲量、分布及潛力

中國煤層氣資源豐富，國內(nèi)有39個含煤層氣盆地，集中分布于中部、西部等多個區(qū)域。此外，在海南島、東部海域也有零星分布。根據(jù)第四輪油氣普查，中國目前有114個CBM含氣區(qū)帶，煤層氣資源面積高達42.6×10⁴km²，總儲量為30.6×10¹²m³。其中儲量達到0.5×10¹²m³以上的富集區(qū)就有14個，資源量約占93.4%。

2015年，我國初步建成了沁水、鄂爾多斯東緣兩大CBM產(chǎn)業(yè)基地，年產(chǎn)量達44×10⁸m³?！笆濉逼陂g，我國煤層氣開發(fā)迎來了新一輪高潮，相繼在冀中大城、海拉爾呼和湖及準噶爾盆地等區(qū)域發(fā)現(xiàn)了數(shù)個大型煤層氣有利區(qū)帶。截至2021年末，煤層氣產(chǎn)量年均增速15%以上，全國煤層氣供應(yīng)量78×10⁹m³（含煤層氣區(qū)塊內(nèi)其他非常規(guī)天然氣），較2015年翻一番。

我國煤層氣開發(fā)面臨的關(guān)鍵問題

在新形勢下，在老區(qū)、新區(qū)、產(chǎn)業(yè)化基地領(lǐng)域，煤層氣開發(fā)捷報頻傳，但煤層氣井單井產(chǎn)量低、難以大規(guī)模開發(fā)仍是限制國內(nèi)CBM快速發(fā)展的關(guān)鍵難題。

政策挑戰(zhàn)

長期以來我國缺乏國家層面上統(tǒng)一的煤層氣開發(fā)規(guī)劃，國內(nèi)不少龍頭煤層氣企業(yè)與下游配套公司存在目標不一、統(tǒng)籌難度大等問題，尚未形成明確的分工協(xié)作機制。受國際油氣價格和新冠疫情的影響，全國對于煤層氣開發(fā)項目的財政補貼力度有限，對開發(fā)者的經(jīng)濟刺激不顯著。此外，我國尚未明確界定煤層氣的礦業(yè)產(chǎn)權(quán)，對于煤層氣的礦權(quán)協(xié)調(diào)保障制度完善度低，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)煤炭開采與煤層氣開發(fā)重疊的現(xiàn)象。

技術(shù)挑戰(zhàn)

我國煤層屬于典型的“三低一高”氣層，難以直接參考美國已形成的CBM開發(fā)模式。由于國內(nèi)對于煤層氣的地質(zhì)理論研究不深，不同區(qū)塊的CBM開發(fā)技術(shù)匹配度差，仍未形成適用于不同煤層地質(zhì)環(huán)境的通用性開發(fā)技術(shù)。加之我國煤層氣開發(fā)起步晚，針對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的煤層氣開發(fā)尚未取得重大技術(shù)突破，對于深部煤、低階煤的高效開發(fā)仍存在許多“卡脖子”問題。

成本挑戰(zhàn)

煤層氣的前期地質(zhì)研究、地震勘探、測井及鉆完井等作業(yè)都需要龐大的成本投入，且我國適合開采的煤層氣儲層本就開發(fā)難度大，產(chǎn)氣量有限，勢必會存在投入高、收益低的難題。加之我國對煤層氣排采過程中儲層物性變化對產(chǎn)氣量的影響研究不深，無法長期有效保證煤層氣井的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，排采連續(xù)性差，短期內(nèi)大幅降低生產(chǎn)成本難度大。同時由于國內(nèi)煤層氣地面開發(fā)部分關(guān)鍵設(shè)施與裝備存在空白，仍高度依賴進口，進一步增大了開發(fā)成本。

設(shè)施挑戰(zhàn)

在管網(wǎng)設(shè)施方面，我國現(xiàn)階段的天然氣管網(wǎng)設(shè)施仍不完善，在煤層氣富集的中西部地區(qū)尚未配置符合需求的長輸管道，開發(fā)與消費環(huán)節(jié)嚴重脫節(jié)。在人才設(shè)施方面，國內(nèi)多數(shù)煤層氣開發(fā)項目研究規(guī)模有限，雖都具備自身的工程技術(shù)團隊，但仍面臨專業(yè)技術(shù)人員不足、缺乏行業(yè)帶頭人等瓶頸。此外，不少煤層氣開發(fā)隊伍仍處于相互獨立、各自為戰(zhàn)的分散狀態(tài)，彼此缺乏深度的交流合作，難以快速提升整體技術(shù)研發(fā)水平。